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题型: 单选题
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单选题

开普勒在研究太阳系中行星的运动规律后,提出了开普勒第三定律=k,以下关于行星绕太阳运转理解正确的是(  )

Ak是一个与行星有关的常量

BT表示行星运动的自转周期

CT表示行星运动的公转周期

D若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R1,周期为T1,月球绕地球运转轨道的半长轴为R2,周期为T2,则有=

正确答案

C

解析

解:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,与行星无关.T表示行星运动的公转周期,故ABD错误,C正确;

故选:C.

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题型:填空题
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填空题

木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳转动的周期的12倍,则木星绕太阳运动的轨道半长轴约为地球绕太阳半长轴的______ 倍.

正确答案

5.24

解析

解:根据开普勒第三定律,有:

=

解得:==5.24

故答案为:5.24.

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题型: 多选题
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多选题

根据开普勒定律,我们可以推出的正确结论有(  )

A人造地球卫星的轨道都是椭圆,地球在椭圆的一个焦点上

B卫星离地球越远,速率越小

C卫星离地球越远,周期越大

D同一卫星绕不同的行星运行,的值都相同

正确答案

A,B,C

解析

解:A、依据开普勒第一定律可知,对地球和它的卫星,人造地球卫星的轨道都是椭圆,地球在椭圆的一个焦点上,故A正确.

B、由万有引力定律可得:,解得:,可知卫星离地球越远,速率越小,故B正确.

C、由万有引力定律可得:,解得:,可知卫星离地球越远,周期越大,故C正确.

D、对同一中心天体是常数,而同一卫星绕不同的行星运行,的值都不相同,故D错误.

故选:ABC.

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题型:简答题
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简答题

(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即=k,k是一个对所有行星都相同的常量.将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式.已知引力常量为G,太阳的质量为M

(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立.经测定月地距离为3.84×108 m,月球绕地球运动的周期为2.36×106 s,试计算地球的质量M.(G=6.67×10-11 N•m2/kg2,结果保留一位有效数字)

正确答案

解:(1)因行星绕太阳作匀速圆周运动,于是轨道的半长轴a即为轨道半径r.根据万有引力定律和牛顿第二定律有

    G=m2r                ①

于是有=M                    ②

即          k=M                         ③

(2)在月地系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R,周期为T,由②式可得=M            ④

解得      M=6×1024kg    

答:(1)太阳系中该常量k的表达式k=M;(2)计算地球的质量为6×1024kg.

解析

解:(1)因行星绕太阳作匀速圆周运动,于是轨道的半长轴a即为轨道半径r.根据万有引力定律和牛顿第二定律有

    G=m2r                ①

于是有=M                    ②

即          k=M                         ③

(2)在月地系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R,周期为T,由②式可得=M            ④

解得      M=6×1024kg    

答:(1)太阳系中该常量k的表达式k=M;(2)计算地球的质量为6×1024kg.

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题型: 多选题
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多选题

开普勒关于行星运动规律的表达式为=k,以下理解正确的是(  )

AR代表行星运动的轨道半径

BT代表行星运动的自转周期

CT代表行星绕太阳运动的公转周期

Dk是一个仅与行星有关的常量

正确答案

A,C

解析

解:A、R代表行星运动的轨道半长轴,故A正确.

B、T代表行星运动的公转周期,故B错误C正确

D、k是一个与行星无关的常量,与恒星的质量有关,故D错误.

故选:AC

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题型: 多选题
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多选题

关于开普勒第三定律,正确的理解是(  )

A公式=k,k是一个对所有行星都相同的常量

B公式=k中的T表示行星运动的自转周期

C公式=k中的T表示行星运动的公转周期

D若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a,周期为Tl,月球绕地球运转轨道的半长轴为b,周期为T2,则=

正确答案

A,C

解析

解:A、k值与中心天体有关,是一个与行星无关的量,故A正确;

B、T表示行星运动的公转周期,故B错误C正确;

D、只有中心天体相同时,开普勒第三定律才成立,D错误;

故选:AC

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题型:填空题
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填空题

如图所示,某行星绕太阳运动的轨道是椭圆,A点是轨道上距太阳最近的位置,B点是轨道上距太阳最远的位置.行星在A点时的速度______(填“大于”、“小于”或“等于”)在B点时的速度;行星在A点时太阳对它的万有引力______(填“大于”、“小于”或“等于”)在B点时太阳对它的万有引力.

正确答案

大于

大于

解析

解:

由开普勒第二定律可知,行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等,故离太阳近的运动速度大,离太阳远的运动速度小,故行星在A点时的速度大于在B点时的速度;

由万有引力定律:可知,行星在A点时太阳对它的万有引力大于在B点时太阳对它的万有引力.

故答案为:大于;大于.

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题型: 单选题
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单选题

(2016•南通模拟)2015年7月14日,“新视野”号太空探测器近距离飞掠冥王星,如图所示.在此过程中,冥王星对探测器的引力(  )

A先变大后变小,方向沿两者的连线指向冥王星

B先变大后变小,方向沿两者的连线指向探测器

C先变小后变大,方向沿两者的连线指向冥王星

D先变小后变大,方向沿两者的连线指向探测器

正确答案

A

解析

解:根据万有引力定律F=G,万有引力与物体之间的距离的二次方成反比,故在探测器飞掠冥王星的过程中,随着它与冥王星间距离r先减小,后增大,那么冥王星对探测器的引力先变大,后变小,而引力的方向沿两者的连线指向冥王星.故A正确,BCD错误.

故选:A.

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题型: 多选题
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多选题

关于开普勒行星运动的公式 =k,以下理解正确的是(  )

Ak是一个与行星无关的常量

B若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R,周期为T;月球绕地球运转轨道的长半轴为R,周期为T,则

CT表示行星运动的自转周期

DT表示行星运动的公转周期

正确答案

A,D

解析

解:A、k是一个与行星无关的常量,与恒星的质量有关,故A正确.

B、公式=k中的k是与中心天体质量有关的,中心天体不一样,k值不一样.地球公转的中心天体是太阳,月球公转的中心天体是地球,k值是不一样的.故B错误.

C、T代表行星运动的公转周期,故C错误,D正确.

故选AD.

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题型: 单选题
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单选题

2011年12月5日,美国国家航空航天局(简称NASA)发布声明,证实通过开普勒太空望远镜发现了“第二地球”-一颗名为开普勒22b的行星.该行星的半径约是地球的2.4倍,“开普勒22b”绕恒星“开普勒22”运动的周期为290天,轨道半径为R1,地球绕太阳运动的轨道半径为R2,测得R1:R2=0.85.球的体积公式V=πR2,由上述信息可知(  )

A若开普勒22b的行星与地球密度相同,可知两行星表面的重力加速度之比2.4:1

B若开普勒22b的行星与地球密度相同,可知两行星表面的重力加速度之比1:2.4

C恒星“开普勒22”与太阳的质量之比约为1:2

D恒星“开普勒22”与太阳的质量之比约为1:10

正确答案

A

解析

解:AB、根据星体表面万有引力约等于重力,即=mg,M=ρV可得g∝R,故重力加速度之比2.4:1,故A正确,B错误;

CD、根据行星绕恒星运行时,万有引力提供向心力,即=mR

可得M∝,故质量之比为1:1,故CD项错误.

故选:A.

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